城市测绘中地理信息系统的建设与应用

[摘 要]信息化测绘体系形成在城市测绘发展领域有非常大的意义，是保证城市建设的根本保障，建立健全信息化测绘体系，对于社会健康有序发展具有重要的保障意义。本文我们将针对城市测绘中地理信息系统的应用问题展开分析与探究。

[关键词]测绘；城市发展；地理信息系统；应用；GIS

中图分类号：TU984；P208 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0071-01

一、测绘在城市发展中的定位

城市测绘行业不同于其它的测绘行业，它有它自己的特点，它主要是用来进行城市管理和为城市建设提供服务，包括不同种类、多精度和不同方位的测绘；城市测绘对所在城市的基础数据资料进行收集整理并制图；同时结合GPS等手段对平面地理事物进行及时准确高精度测绘服务，所以城市中的测绘应该立足于本城市，展开以基础测绘和城市专门的测绘项目为核心的测绘任务，捕捉的是城市实际的地理信息，为当地政府和企业提供规划数据，政府决策、等百姓生活服务。

为实现立足于测绘城市化这一目的，必须让科技发展进步并结合科学有效的管理。不断提高测绘数据的有效性，制造出高标准数据产品，完全的脱离传统的收集数据方式和绘图手段，发挥现代科技下的地理信息技术采集优势，使地理信息技术广泛应用于城市测绘体系建设的各个领域，从而适应管理模式和管理方法的新要求。

二、地理信息系统的优势

地理信息系统即GIS，是3S技术中不可或缺的重要部分，与传统测绘技术相比，GIS的优势体现在以下几个方面：首先，外界干扰因素少。自然条件会对传统测绘工作产生直接影响，特别是高地区或山区密集区等，甚至无法测量；此外，暴风雨雪天气也会使测量环节受到限制，故针对一些测量精度要求高的工程传统测量技术很难满足精度要求。而GIS采用卫星监测技术，地理地貌、气候环境等均不会对其产生影响，并且通过接收器完成测量，大大提高了工作的便利性。其次，改善了工作效率，GIS测量采用卫星技术进行测量，整个过程没有观测、调节、调平、估读等传统测量环节，因此大大提高了测量工作的效率；尤其是地形地貌测绘工作，可以采用数台仪器进行同步、分组测量，大大缩短了作业时间。最后，最大程度上保证测量精度。传统测量手段基本都存在毫米级的误差，且操作人员的技术水平会对测量精度产生直接影响。而GIS测量过程中，其平面扫描通过卫星来实现，测量人员仅需正确操作接收设备即可，整个过程人为影响降至最低，最大程度上保证测量精度。

三、地理信息系统主要功能

1、综合分析评价与模拟预测功能

GIS系统除了可以提取、存储地理信息外，还可以根据不同的地形地貌情况建立对应的信息模式，再采用科学的算法从中得出对应的评价结果，为测量工作提供科学的数据参考。评价结果主要以函数及命令的形式对未来结果做出定量预测及发展趋势预测，并对自然过程的最终结果进行准确预测；此外，还可以利GIS对预测数据与特殊倾向可能出现的后果、对应的解决策略产生的效果做出比较，提高决策的科学性与准确性，规避风险。

2、空间分析与空间查询功能

GIS系统数据库构建过程中通常采用分层处理的方法，其主要目的是为了提高GIS开发与管理的便利性。基于该构建模式，在系统中输出原始图，并且系统分析与查询结果是通过空间操作的原始图表示出来，从而基于空间定位角度而言，经过处理的图件与原图保持一致。这种空间变换的内容包括分析重置、拓扑空间查询及分析空集合等。

3、GIS输出功能

GIS系统是在地图制图技术的基础上发展起来的，因此GIS的主要功能中地图制图是必不可少的重要部分，利用GIS不仅可输出数字化地图，而且可以建立地图数据库，相比传统的手工绘图，在大幅提高工作效率的同时，也降低了制图成本，获得更高的经济效益与社会效益。

四、测绘工作中地理信息系统的具体应用

1、采集数据

测绘初期阶段需对客观世界中的物象进行抽象、离散，在GIS系统数据库中，通常采用栅格、矢量两种方法存储连续对象实体。其中栅格数据包括存储单元的行及列，存储单元存放唯一值，根据地面单位的网格宽度来确定栅格数据集的分辨率。矢量存储则是将客观存在的对象用几何图形中的点、线、面表示出来；当然除上述两种方式外，空间数据也可能通过其它附加数据作为对象属性实现非空间数据的存储。传统收集数据的方法是扫描聚酯薄膜地图或现有数据来产生数字信息，而利用GIS系统则是采用GPS卫星定位系统获取对应位置坐标，再将其输入GIS系统中进行处理；数据采集也可以利用遥感技术来进行。多个平台上均附带传感装置，包括摄像机、激光雷达、数字扫描仪等，这些设备互相联连，与航空器、卫星所搭建的数据处理平台结合起来，把航空照片、图片判读数字数据进行特征选择，再利用二维或三维的形式捕捉数据，把数据传输至对应的软拷贝系统。

2、数据转换与处理

GIS系统中数据处理主要通过各种数据处理软件对数据进行编辑，实现数据预处理，并对数据进行拓扑建模，把利用其它方法获得的测量图形与GIS图层中相同的区域叠架起来进行分析。GIS系统软件会对属性条件不同的各种数字化空间数据的空间关系进行自动识别，实现复杂空间实体的连接，针对临近及包含的关系进行数据建模及分析；针对向量数据的分析，需要一个必须条件，即拓扑正确。实际数据转换过程中，可能存在控制测量中出现线与交叉点分离的现象，或者原地图上存在污点，这些均会对结果的精确度产生影响，因此GIS还可以针对这类情况做出选择性清除。在GIS系统中进行数据转换过程中，要通过数据重构将数据转换为GIS可识别的格式，才能保证不同数据源的互相兼容。需要注意一点，由于需求不同，其所侧重的对象属性也存在差异，所以在分析数字数据前要做好投影与坐标变换整合处理，尽管各数学模型的精度要求、复杂度均不相同，但可保证模型的适用性。此外，控制测量中的数据重构、地理编码等均会用到数据处理方法，因此要做好数据的转换与处理，才能保证数据入库前内容完整、逻辑一致。

3、GIS系统空间分析

上述两个环节为数据处理的预处理，完成后即可在GIS系统中进行图形数据的分析计算，基于空间物体的空间位置与互相关联性实现空间事物的定量描述。对于GIS而言，空间分析是其核心功能，同样其过程也比较复杂；空间分析结合了区域科学、地理学、经济学、地球物理学等多个学科，基于拓扑学、图论、空间统计学来描述、分析空间构成，完成对空间数据的获取、认知与描述，进而模拟、预测空间过程，对地理空间事件进行调控。

五、结束语

总之，地理信息系统的出现与发展不仅大大减少了工程测量工作的工作量，而且工作效率的提升也很明显，是工程测绘技术发展过程中的里程碑，其所产生的社会效益、经济效益十分显著。当然现阶段地理信息系统还有待进一步完善，相信GIS的发展与优化，能够进一步推动控制测量技术的变革。

参考文献

[1] 国家测绘地理信息局党组书记、局长 徐德明.关于加强测绘地理信息工作的几点思考[N].中国测绘报，2012-01-13002.

[2] 本报记者 喻贵银.推动测绘卫星可持续发展 建设测绘地理信息强国[N].中国测绘报，2012-07-31001.

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